Soutenance mémoire
Le béton est l’un des matériaux de construction les plus utilisés de notre ère. L’évolution en matière de construction, dépendant de la demande humaine, oblige les chercheurs à élaborer des bétons encore plus performants. C’est dans cette optique, que les armatures ont été insérées dans le béton pour améliorer sa résistance à la traction. Il en est de même pour l’amélioration des composants du point de vue de leurs quantités et de leurs qualités. Les constituants standards de base du béton sont : le ciment, les granulats, l’eau et éventuellement les adjuvants. Le durcissement du ciment et ses performances dépendent de la quantité de silice, ou plutôt les composés à base de silice et de chaux. La pâte de ciment joue un rôle primordial sur la résistance mécanique du béton. En effet, dans le béton, le ciment joue un double rôle : celui de liant et celui de granulat fin qui s’insère dans les vides entre le gravillon et le sable pour augmenter la compacité du mélange.
Actuellement, on utilise trois échelles de dimension pour les granulats pour optimiser la compacté du béton. En plus du sable et du gravillon, on introduit dans la composition du béton des éléments fins (ou ultra fins) de taille inférieure à celle du ciment. Ces fines d’ajout sont généralement de nature minérale comme le métakaolin, les cendres volantes, les poudres de calcaire… Ces additifs peuvent être neutres ou présenter des caractères hydrauliques ou pouzzolaniques. Dans ce dernier cas, ils peuvent améliorer doublement des propriétés essentielles du béton comme la compacité, la résistance mécanique, la durabilité…
GENERALITES SUR LE BETON
Le béton est un matériau de construction, de nature composite, constitué de ciment, de granulats, de fines et d’ultrafines, d’adjuvants et d’eau [1] [3]. Le mélange entre le ciment et l’eau forme une pâte et constituent le mortier avec le sable [2]. Ces constituants sont dosés et choisis, en fonction de leurs propriétés propres et les caractéristiques physiques et mécaniques voulus du béton [3]. Certaines des caractéristiques du béton frais et durci peuvent être améliorées avec des adjuvants et des additions [2] [3].
Historique
Le mot béton dans son sens actuel était inventé par Bélidor, auteur de « L’architecture hydraulique » (1737) [4].La forme la plus ancienne du béton remonte à 7000 ans avant JC [1]. Un matériau similaire était connu des égyptiens et des Romains, mais l’essor réel du béton n’est possible qu’après l’invention du ciment par Louis Vicat en 1817, celle du ciment Portland par Aspdin en 1824 [1] [4]. Au XXème siècle, le béton se développa considérablement et, parallèlement, l’évolution de ses techniques: usage croissant des adjuvants, béton prêt à l’emploi, matériel de mise en œuvre, mise au point du béton précontraint par Freyssinet [4].
Classification des bétons
La norme NF EN 206-1 définit des spécifications sur les bétons à l’état frais et à l’état durci [5]. Le béton doit être prescrit soit selon ses propriétés, soit selon sa composition. Le béton classé par propriétés est défini [6]:
– par les classes de résistance à la compression ;
– par les classes d’exposition (influence de l’environnement sur le béton durci) ;
– selon les dimensions maximales des granulats ;
– par les classes de consistance du béton frais ;
– selon la masse volumique (uniquement pour le béton léger).
Classe de résistance à la compression :
La résistance à la compression est l’une des propriétés les plus importantes du béton. L’évaluation est faite par l’essai au bout de 28 jours [5]. La résistance des bétons durcis à 28 jours peut être mesurée sur des éprouvettes cylindriques ou cubiques, elle peut donc être définie par les deux valeurs suivantes :
– fck − cyl : résistance caractéristique en compression du béton déterminée par essais sur éprouvettes cylindriques, trois dimensions sont retenues :
∅ = 150 mm – H = 300 mm
∅ = 160 mm – H = 320 mm
∅ = 110 mm – H = 220 mm.
– fck − cube : résistance caractéristique (fractile 5 %) en compression du béton déterminée par essais sur éprouvettes cubiques de 100 ou 150 mm de côté.
Classes d’exposition :
La norme NF EN 206-1 définit les valeurs limites des paramètres correspondants aux attaques chimiques [6]. Pour garantir une durabilité suffisante, il faut rendre les éléments en béton suffisamment résistants aux influences chimiques et physiques résultant de leur environnement et de leur utilisation [5].
Pour les différents types d’incidences, on utilise le symbole X pour designer la classification suivant l’exposition qui est suivi des abréviations suivantes [5]:
– 0 pour Zéro risque (Pas de risque de corrosion ou d’attaque) ;
– C pour Carbonatation (Corrosion par carbonatation) ;
– D pour Deicing Salt (Corrosion déclenchée par les chlorures) ;
– S pour Seawater (Corrosion déclenchée par l’eau de mer) ;
– F pour Frost (Attaque de gel, avec et sans sel de déverglaçage) ;
– A pour Chemical Attack (Attaque chimique) ;
– M pour Mechanical Abrasion (Attaque mécanique – usure par frottement, etc.) .
Pour plus de précision sur l’intensité de l’attaque, on note le degré d’exposition avec des chiffres allant de 1 à 4 (intensité croissante).
Méthodes de formulation du béton
Il existe plusieurs méthodes pour la composition du béton. Elles aboutissent à des dosages volumétriques ou de préférence pondéraux, mais le passage de l’une à l’autre peut toujours se faire, si nécessaire, par la connaissance de la densité apparente des granulats en vrac. On distingue en fonction de la granularité du mélange constituant le béton deux types de méthodes de composition du béton :
– à granularité continue : lorsque l’analyse du mélange constituant le béton donne sur le graphique granulométrique une courbe s’élevant d’une façon continue du plus petit grain de ciment au plus gros grain des graviers, toutes les grosseurs intermédiaires sont représentées ;
– à granularité discontinue : lorsque la courbe granulométrique correspondante présente un palier qui équivaut à un manque d’éléments intermédiaires.
Méthode de Bolomey
Par une formule appropriée on trace une courbe granulométrique de référence et l’on s’efforce de réaliser avec les granulats dont on dispose une composition granulaire totale (ciment compris) dont la courbe granulométrique soit aussi proche que possible de la courbe de référence théorique.
Méthode d’Abrams
C’est une formulation de mélange basée sur l’obtention d’un certain module de finesse globale pour le mélange à partir de la connaissance des modules de finesse des granulats à employer. Le module de finesse du mélange est choisi de telle manière que les vides dans ce mélange soient, en principe, réduits au minimum. Les modules optimaux pour béton de granulats roulés sont déterminés expérimentalement par Abrams et sont indiqués par des valeurs tabulées en fonction du dosage en ciment et de la dimension D du plus gros granulat.
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Table des matières
INTRODUCTION
Première Partie : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I. GENERALITES SUR LE BETON
Chapitre II. LES COMPOSANTS DU BETON
Chapitre III. LES DECHETS DE FABRICATION DE BATEAU DE PLAISANCE EN MATERIAUX COMPOSITES
Deuxième Partie : ETUDES EXPERIMENTALES
Chapitre IV. METHODES DE CARACTERISATIONS ET ESSAIS
Chapitre V. CARACTERISTIQUES DES MATIERES PREMIERES
Chapitre VI. FORMULATION DE BETON AVEC AJOUT DU POUDRE DE STRATIFIE
Chapitre VII. CARACTERISATIONS DES BETONS CONÇUS ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS
CONCLUSION
ANNEXES
